@ 2014.06.12 , 00:42

精子界最无私的精子:捆绑同游的沙蚁精子

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沙蚁的受精比赛里没有“人不为己,天诛地灭”的竞速规则。一项新研究发现,蚂蚁精子捆绑游动其速度比单打独斗来得更快。

沙蚁(Cataglyphis savignyi)的精子是为数不多的懂得合作共赢的精细胞。然而回报也非常丰厚:雌蚁会与众多雄蚁接二连三进行□□,而只有最快最强壮的精子最后才能进入雌蚁的精子储存器——受精囊。在那儿,精子可以存活20到30年,这比它们老爸的寿命还要长不知多少倍啊,需知雄蚁的寿命只有短短几周。

在布鲁塞尔自由大学研究进化生物学和生态学的Morgan Pearcy是该项研究的带头人,他说:“对雄蚁来说,最后储存在雌蚁受精囊里的精子比例越高,它们可获得的后代就越多。”

精子的协同作战

Pearcy与同事们是意外发现那些快速前进的精子束的。他们当时正在研究雌蚁体内的精子竞赛,因为一些雌蚁只与一个异性□□,而有些则会与多方□□。Pearcy接受Live Science采访时说到:“我们怀疑这会对精子的特性产生一定的影响,所以我们测量了精子和精子鞭毛的大小,以及精子的数量。很快我们便注意到,在大多数蚂蚁品种中,精子们都倾向聚集成束。”

为了调查这一现象,研究人员们挑选了拥有最多□□对象的蚂蚁C. savignyi。这一种谦逊的棕红沙蚁的蚁后每次平均会和9个炮友(最多可达14个)进行□□,当然是有秩序地一个个来,随后它们会把雄蚁的精子都好好养在受精囊里。Pearcy说,蚁后的寿命非常长,在实验室环境下可以存活至少20年,在野生环境就不清楚会有多长,但起码会有10年,这是因为蚁后要建立一个全新的自给自足的地盘会需要很多年的时间。

生殖竞赛

相对的,雄蚁最多只能存活几周。Pearcy和他的同事们从以色列的阿拉德沙漠捕捉到一些蚂蚁,并将雄蚁饲养到成熟。到第28天时,他们用氯仿杀死这些可怜的雄蚁。在垂死过程中,雄蚁某个‘小鸡鸡组织’(内□□)会从下腹腔伸出来。这时候研究人员会挤压雄蚁腹腔,收集从每个内□□渗出来的□□。

显微镜下,研究人员看到大部分精子都会一群群各自捆绑在一起,平均73颗一捆。随后他们将精群引入不同粘度的液体中,流动性分别有顺畅、很慢以及比糖浆还要黏三个等级。显微镜下,研究人员引导精子与其他精子竞争,并特别测量了是精子束与单个精子之间的速度差。

研究发现,精子束游行的速度比单个精子的平均快上两倍。若只拿一只蚂蚁的精子束与它自个儿的独行精子相比较,团队合作的优势还是有保持住的:来自同一个老爸的精子束以50%的速度差超越独行精子。

游动的时候,每颗精子的鞭毛以协同旋转的方式运动,整个精子束在液体中作螺旋状移动前行。但研究人员并无在蚁后的受精囊中发现任何精子束,想必精子束在到达目的地之后就自行解散了。

竞争与合作

Pearcy认为,精子束的前行速度似乎能够帮助它们击退其他精子,以在受精囊中占据一席之地。这些精子也有可能是更节能高效的竞争者,这对它们往后呆在受精囊中经历漫长等待并保存实力具有非常大的帮助。精子束还非常善于将其他精子排挤出受精囊,虽然目前还没有证据表明它们在受精囊里充当着门卫的角色。

Pearcy说,大自然其他种群中几乎不存在精子合作共存的事情。短尾负鼠(Monodelphis domestica)的精子是两两协作,而小林姬鼠(Apodemus sylvaticus)的精子则排成队列,速度也比独行精子要快。水龟的精子则以成千上百的数量首尾相连串成链状前行,估计是为了在雌龟那复杂的生殖道里不至于迷失方向。

本文译自 livescience,由译者 Poo 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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